Astronómovia riešia znepokojivú otázku. Niektorí vedci uvažujú, že žijeme v čiernej diere
Niektorí vedci vážne uvažujú, že vesmír môže fungovať podobne ako čierna diera. Prečo sa táto myšlienka objavila, čo by to znamenalo pre realitu a prečo sa k nej fyzici stále vracajú.
Ak máš pocit, že realita okolo teba niekedy nedáva úplne zmysel, možno to nie je len subjektívny dojem. Niektorí fyzici totiž vážne uvažujú nad tým, že celý vesmír môže fungovať podobne ako čierna diera. Neznamená to, že sme „uväznení“ alebo v nejakom sci-fi svete, ale že priestor a čas sa môžu správať inak, než si bežne myslíme. Ak by to bola pravda, úplne by to zmenilo náš pohľad na realitu. Na túto myšlienku upozornil server iflscience.com.
Myšlienka, ktorá vznikla z problému, nie zo sci-fi
Táto hypotéza nevznikla preto, že by sa fyzici nudili alebo chceli šokovať verejnosť. Zrodila sa z veľmi konkrétneho problému. Keď niečo spadne do čiernej diery, prekročí horizont udalostí a pre vonkajší svet akoby prestane existovať. Zostane len hmotnosť, rotácia a elektrický náboj. Všetko ostatné, vrátane detailov o tom, čím ten objekt bol, sa stratí.
Lenže fyzika má jedno zásadné pravidlo. Informácia sa nemôže len tak zničiť. Ak by to bolo možné, rozpadli by sa samotné základy kvantovej mechaniky, na ktorej dnes stojí moderná veda aj technológie.
Hawkingovo žiarenie a paradox, ktorý fyzikov zahnal do kúta
Situácia sa výrazne skomplikovala, keď Stephen Hawking ukázal, že čierne diery nie sú úplne čierne. Veľmi pomaly vyžarujú energiu a časom sa môžu „vypariť“.
Ak by sa čierna diera vyparila a informácia, ktorú pohltila, by sa nikdy nevrátila, znamenalo by to, že vesmír informáciu ničí. To je v priamom rozpore so základmi kvantovej fyziky. Tento rozpor dostal názov informačný paradox a dodnes patrí medzi najväčšie problémy modernej fyziky.
Neprehliadni
Holografický princíp, keď rozhoduje povrch, nie objem
Jedno z možných riešení prišlo s prekvapivou myšlienkou. Informácia v čiernej diere nemusí byť uložená v jej vnútri, ale na jej povrchu, konkrétne na horizonte udalostí. Túto predstavu rozpracovali fyzici Gerard ’t Hooft a Leonard Susskind.
Laicky povedané, množstvo informácie v priestore neurčuje jeho objem, ale veľkosť jeho hranice. Je to, ako keby nezáležalo na tom, aký veľký máš kufor, ale aký veľký má jeho povrch. Pre bežný rozum zvláštne. Pre matematiku však prekvapivo funkčné.
Z tejto myšlienky vznikol holografický princíp. Podľa neho môže byť trojrozmerný svet len „projekciou“ procesov, ktoré sa odohrávajú na dvojrozmernej hranici.
Prečo jeden jednoduchý graf spája celý vesmír s čiernymi dierami
Zlomový moment prišiel s jednoduchým grafom, kde vedci zoradili všetky objekty vo vesmíre podľa hmotnosti a veľkosti. Od najmenších častíc až po najväčšie čierne diery.
Na tomto grafe existuje hranica, za ktorou už objekt musí byť čiernou dierou. A práve na tejto hranici sa objavuje aj Hubblov polomer, teda veľkosť pozorovateľného vesmíru.
To však neznamená, že vesmír je „extrémne hustý“ ako čierna diera v bežnom ponímaní. Práve naopak.
Čím väčšia čierna diera, tým nižšia hustota
Malé čierne diery musia byť extrémne husté. No čím je čierna diera väčšia, tým nižšia je jej priemerná hustota. Supermasívna čierna diera môže mať hustotu porovnateľnú s vodou.
Vesmír ako celok má veľmi nízku hustotu, ale vďaka svojej obrovskej mierke dosahuje takzvanú kritickú hustotu, pri ktorej sa priestor správa ako „uzatvorený“. Práve preto sa na grafe objavuje na rovnakej hranici ako čierne diery.
Prečo veľkosť vesmíru vychádza tak podozrivo „presne“
Zaujímavá zhoda medzi veľkosťou pozorovateľného vesmíru a Schwarzschildovým polomerom jeho hmoty platí v rámci modelu plochého vesmíru. Ak by mal vesmír iný tvar, tento vzťah by vyzeral inak.
Nejde teda o dôkaz, ale o výsledok, ktorý zapadá do dnešných modelov. A práve takéto zhody fyzikov nútia spozornieť.
Veľký tresk ako stopa po páde do čiernej diery
Hypotéza, že žijeme vo vnútri čiernej diery, sa často spája s myšlienkou kozmologického odrazu. Podľa nej Veľký tresk nemusel byť absolútnym začiatkom všetkého.
Mohol to byť „výtrysk“ hmoty, ktorá v inom, nadradenom vesmíre spadla do čiernej diery. To, čo my vnímame ako začiatok času, by bol vnútorný pohľad na tento proces.
Prečo gravitácia možno nie je skutočná sila
Ak by bol vesmír holografický, gravitácia by nemusela byť základná sila. Mohla by vzniknúť ako vedľajší efekt správania informácií na hranici priestoru.
Túto myšlienku rozvíja fyzik Erik Verlinde. Gravitácia by v tomto pohľade vznikala podobne ako tlak v plyne, nie ako základná vlastnosť, ale ako štatistický dôsledok.
Prečo sa táto myšlienka nedá len tak zahodiť
Treba povedať na rovinu, že neexistuje dôkaz, že žijeme v čiernej diere. Štandardný kozmologický model stále veľmi dobre vysvetľuje to, čo vo vesmíre pozorujeme.
Lenže fyzika sa neposúva tým, že nepríjemné otázky ignoruje. Posúva sa tým, že ich skúma. A kým budú grafy, rovnice a zvláštne zhody ukazovať týmto smerom, táto myšlienka nezmizne.
Nie preto, že by bola pohodlná. Ale preto, že realita je často oveľa zvláštnejšia, než by sme čakali.
